(57)【要約】【課題】  薄型化加工後の基板裏面キズが生じにくく、かつ反応生成物が剥がれにくいような成膜装置を提供する。【解決手段】  成膜装置は、ガラスまたはビッカース硬さ約５３７４Ｎ／ｍｍ2の材料からなる対象基板２を当接させて保持するためのステージ面１ａを備える。ステージ面１ａは、ステンレスで形成され、粗さ曲線の算術平均高さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下かつ粗さ曲線の最大高さＲｚが０．５μｍ以上２．５μｍである。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスまたはビッカース硬さ約５３７４Ｎ／ｍｍ2の材料からなる対象基板を当接させて保持するためのステージ面を備え、
前記ステージ面は、ステンレスで形成され、粗さ曲線の算術平均高さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下かつ粗さ曲線の最大高さＲｚが０．５μｍ以上２．５μｍである、成膜装置。
【請求項２】
真空中で前記対象基板の表面に成膜するためのものである、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
大気圧中で前記対象基板の表面に成膜するためのものである、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項４】
ガラスまたはビッカース硬さ約５３７４Ｎ／ｍｍ2の材料からなる対象基板を当接させて真空中で保持するためのステージ面を備え、
前記ステージ面は、ステンレスで形成され、粗さ曲線の算術平均高さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下かつ粗さ曲線の最大高さＲｚが０．５μｍ以上２．５μｍである、装置。
【請求項５】
ガラスまたはビッカース硬さ約５３７４Ｎ／ｍｍ2の材料からなる対象基板を当接させて大気圧中で保持するためのステージ面を備え、
前記ステージ面は、ステンレスで形成され、粗さ曲線の算術平均高さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下かつ粗さ曲線の最大高さＲｚが０．５μｍ以上２．５μｍである、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空または大気圧で成膜作業を行なうための成膜装置に関するものである。特にガラス基板またはガラス基板と同程度の硬度を有する対象基板をステンレス製のステージ面に当接させて保持して成膜処理を行なうような構造の成膜装置に関する。さらに、基板を搭載するためのステージを備える装置全般に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置、プラズマ表示装置などの画面表示デバイスの製造方法の一環として、基板の一方の表面に成膜する工程がある。ここでいう基板はたとえばガラス基板である。このように成膜する工程の後に腐食性薬液エッチングを用いて先ほど成膜した面と反対側の表面から一定厚みだけ基板材料を除去して基板の厚みを小さくする加工すなわち薄型化加工を行なう工程がある。
【０００３】
基板の表面に成膜する際には、何らかのステージに基板を設置して成膜処理を行なうことになる。基板をステージに設置した場合、基板の裏面にステージ表面の凹凸に起因した微小キズ（以下「基板裏面微小キズ」という。）が生じる。この基板に対して次の工程、すなわち腐食性薬液による薄型化加工を施した場合、腐食性薬液がもたらす異方性エッチング作用により基板裏面微小キズが拡大して大きなキズ（以下「基板裏面キズ」という。）となる。したがって、このような基板裏面キズの発生を防止するためには、成膜の工程で基板をステージに設置したときに基板裏面微小キズをなるべく生じさせないことが望ましい。
【０００４】
ステージの表面粗さを小さくしてステージ表面を平坦化することで、基板裏面微小キズの発生を抑え、その結果、基板裏面キズを生じにくいようにすることはできるが、ステージの表面粗さを小さくして平坦化した場合、成膜作業の過程でステージ表面に付着する反応生成物などの異物が、ステージ表面より剥がれやすくなる。
【０００５】
特開平８−１０２４４３号公報（特許文献１）においては、真空チャンバ内に使用しているステージなどの部材の表面粗さＲａ＝０．２〜４．０μｍの範囲にすることで、Ｂを含むアモルファスＳｉ膜の反応生成物の剥がれ防止に効果があることが報告されている。
【特許文献１】特開平８−１０２４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術の表面粗さの範囲を、基板裏面キズの防止を目的としたステージ表面粗さ管理にあてはめることも考えられる。しかし、このようにＲａ値のみの表面粗さの規定では、局所的に突起があるステージでもＲａ値に関しては要件を満たしている場合があり得る。局所的な突起は基板裏面キズを生じさせる事になり、ステージの表面粗さ管理規定としては不充分である。
【０００７】
成膜装置において、ガラス基板などの基板をステージに設置する際に基板とステージとの接触により生じる基板裏面微小キズは、薄型化加工時の腐食性薬液による拡大によって基板裏面キズとなって外観不良をもたらすだけでなく、基板強度の低下にもつながる。すなわち、この基板を用いた製品としての耐久性が低下するということになる。また、液晶表示装置、プラズマ表示装置などの画面表示デバイスにおいては、キズ発生箇所での光散乱による表示上の不具合が問題となる。
【０００８】
ステージの表面粗さを小さくして、ステージの表面を平滑にすれば、基板裏面キズの発生はある程度抑えることができるが、その場合はステージ表面に付着していた反応生成物が剥がれやすくなり、剥がれた反応生成物が基板に付着するという事態が発生する。もし基板に反応生成物のような異物が付着していれば、その基板を用いた製品は不良となる。
【０００９】
従来技術では基板裏面キズが生じにくく、かつ反応生成物が剥がれにくいようにするための技術は提示できていなかった。そこで、本発明は、薄型化加工後の基板裏面キズが生じにくく、かつ反応生成物が剥がれにくいような成膜装置を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、他の装置全般においても基板裏面微小キズが生じにくいようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に基づく成膜装置は、ガラスまたはビッカース硬さ約５３７４Ｎ／ｍｍ2の材料からなる対象基板を当接させて保持するためのステージ面を備える。上記ステージ面は、ステンレスで形成され、粗さ曲線の算術平均高さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下かつ粗さ曲線の最大高さＲｚが０．５μｍ以上２．５μｍである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明を成膜装置に適用すれば、薄型化加工後の基板裏面キズが生じにくく、かつ反応生成物が剥がれにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
（構成）
図１を参照して、本発明に基づく実施の形態１における成膜装置について説明する。図１に示すように、この成膜装置は、真空チャンバ５とその内部に配置されたステージ１とを備える。ステージ１は、ガラスまたはビッカース硬さ約５３７４Ｎ／ｍｍ2の材料からなる対象基板を当接させて保持するためのものであり、対象基板を当接させるためのステージ面１ａを有する。成膜装置の一部であるステージ１がステージ面１ａを有するということは、この成膜装置がステージ面１ａを備えるということにほかならない。
【００１４】
さらにこの成膜装置は、対象基板をステージ面１ａに当接させるための機構として支え部６を備える。ステージ面１ａは、ステンレスで形成され、粗さ曲線の算術平均高さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下かつ粗さ曲線の最大高さＲｚが０．５μｍ以上２．５μｍとなっている。ステージ面１ａに対向する位置には電極３が配置されており、電極３は真空チャンバ５外にある高周波電源４と電気的に接続されている。
【００１５】
（作用・効果）
本実施の形態における成膜装置では、図２に示すようにステージ面１ａに当接するように対象基板２を設置し、支え部６によって固定することができる。対象基板２はガラス基板であってよい。この状態で真空チャンバ５内を真空状態にして高周波電源４から電極３に高周波を供給することによって対象基板２の表面２ａに成膜処理を行なうことができる。このとき、対象基板２においては裏面２ｂがステージ面１ａと当接することとなる。
【００１６】
比較のためステージ面１ａとしては何通りかの表面粗さのものを用意し、それぞれ使用して対象基板２としてのガラス基板の成膜処理を行なった。ガラス基板に基板裏面微小キズがもし生じれば薄型化加工後に基板裏面キズとなって現れるので、各ガラス基板について薄型化加工まで行なってから裏面を観察した。ステージ面１ａの表面粗さと、薄型化加工後の基板裏面キズの発生率との関係をグラフにしたものを図３に示す。
【００１７】
図３からわかるように、ステージ面をＲａ＝４．５μｍ、Ｒｚ＝２５．０μｍに仕上げたステージでは、基板裏面キズの発生率は０．０１７個／ｃｍ2であった。なお、この試験において「基板裏面キズ」とは、直径０．０１ｍｍ以上のキズを指すものとする。ステージ面をＲａ＝３．０μｍ、Ｒｚ＝２０．０μｍに仕上げたステージを使用したものでは、基板裏面キズの発生率は０．００４個／ｃｍ2であった。ステージ面をＲａ＝０．１μｍ以上０．３μｍ以下、Ｒｚ＝０．５μｍ以上２．５μｍ以下に仕上げたステージを使用したものでは、基板裏面キズの発生率は０．００１個／ｃｍ2まで低減していた。
【００１８】
このように、成膜工程で使用するステージ面の表面粗さと薄型化加工後の基板裏面キズの発生率との間には相関関係が見られる。ステージ面をＲａ＝０．１μｍ以上０．３μｍ以下、Ｒｚ＝０．５μｍ以上２．５μｍ以下に仕上げたステージでは、薄型化加工後の基板裏面キズがきわめて発生しにくくなっているといえる。
【００１９】
この条件のステージを備えた成膜装置を使用した場合の対象基板への反応生成物の付着の程度を評価するために、Ｐを含むアモルファスシリコン膜を、チャンバー圧力１３３Ｐａ、基板温度２６０℃、モノシランガス（ＳｉＨ4）３４．８ｓｃｃｍ、水素ガス（Ｈ2）５２５０ｓｃｃｍ、ホスフィンガス０．２ｓｃｃｍ、高周波電源出力１０００Ｗにて成膜した場合に、真空チャンバの清掃までの期間において、基板に付着したダスト数の推移を時系列で調査した。なお、真空チャンバの清掃は、前回の清掃からの積算膜厚が８０μｍに達する度に行なわれるものである。調査の結果を図４に示す。図４に示すとおり、積算膜厚とダスト数の増加との間に相関は認められなかった。基板へのダスト付着が積算膜厚とともに増加することなくこのように抑制できているということは、この成膜装置のステージ面においては反応生成物が剥がれにくい状態にあると考えられる。
【００２０】
以上のように、粗さ曲線の算術平均高さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下かつ粗さ曲線の最大高さＲｚが０．５μｍ以上２．５μｍとなるように仕上げられたステージ面１ａを有するステージを備える成膜装置によれば、薄型化加工後の基板裏面キズが生じにくく、かつ反応生成物が剥がれにくくなるので、その成膜装置によって成膜処理される基板を用いて製作される製品の品質を向上させることができる。
【００２１】
なお、上記各実験では、対象基板としてガラス基板を採用したが、対象基板がガラス基板に代えてガラスと同程度の硬度を有する材料からなる基板であっても同様の効果が得られると考えられる。すなわち、対象基板は、ガラスまたはビッカース硬さ約５３７４Ｎ／ｍｍ2の材料からなる基板であってよい。
【００２２】
なお、本実施の形態では、成膜装置が真空チャンバ５を備えるものとし、真空中で対象基板の表面に成膜するためのものであることを前提に説明したが、本発明の適用対象はこれに限らない。成膜装置が大気圧中で前記対象基板の表面に成膜するためのものであってもよい。その場合も、上述の条件を満たすステージ面を用意することで同様の効果が得られると考えられる。
【００２３】
なお、本発明の適用対象は、成膜装置に限らない。対象基板を固定するためのステージの表面粗さが上述の表面粗さの範囲に加工されているものであれば、他の装置であってもよい。他の装置全般においても、上述の条件を満たすステージ面を用意することで基板裏面微小キズが生じにくくなると考えられる。このことに関しては、真空中、大気圧中にかかわらず同様の効果が得られると考えられる。
【００２４】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における成膜装置の概念図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態１における成膜装置の使用状態の概念図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１において調査した、ステージ面１ａの表面粗さと薄型化加工後の基板裏面キズの発生率との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に基づく実施の形態１において調査した、基板に付着したダスト数の推移を時系列で示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１  ステージ、１ａ  ステージ面、２  対象基板、２ａ  （対象基板の）表面、２ｂ  （対象基板の）裏面、３  電極、４  高周波電源、５  真空チャンバ、６  支え部。
【図１】
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【図２】
2006352033.tif 000004
【図３】
2006352033.tif 000005
【図４】
2006352033.tif 000006